(57)【要約】      （修正有）【課題】材料が注入される間、ピストンがたやすくねじれることなくシリンジバレルの内壁に沿って直線的に移動する、改善された構造を有するシリンジを提供する。【解決手段】シリンジ１は、流体材料が通って注入される注入ポートを有するシリンジバレルと、注入ポートを開閉するために注入ポート内に設置された弁３と、シリンジバレル内に配置され、シリンジバレルの長手方向に直線的に移動可能なピストン４であって、注入ポートとピストン４との間で注入された流体材料を密封するピストン４と、ピストン４から間隔が離間した離間位置とピストン４がセンサロッド５の重量によってピストン４に押圧される接触位置との間で移動可能であるように、シリンジバレルに連結されたセンサロッド５と、を備え、流体材料が注入されると、センサロッド５は、ピストン４の中央部に接触するように形成されており、かつピストン４の中央部を取り囲むように配置されている。【選択図】図６
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
流体材料が通って注入される注入ポートを有するシリンジバレルと、
前記注入ポートを開閉するために前記注入ポート内に設置された弁と、
前記シリンジバレル内に配置され、前記シリンジバレルの長手方向に直線的に移動可能なピストンであって、前記注入ポートと前記ピストンとの間で注入された前記流体材料を密封するピストンと、
前記ピストンから離間した離間位置と前記ピストンが前記センサロッドの重量によって前記ピストンに押圧される接触位置との間で移動可能であるように、前記シリンジバレルに連結されたセンサロッドと、を備えるシリンジ充填システムであって、
前記流体材料が前記注入ポートを通って注入されると、前記ピストンが、前記シリンジバレル内でねじれることなく前記シリンジバレルの内壁に沿って直線的に移動するように、前記センサロッドは、前記ピストンの中央部に接触するように形成されており、かつ前記ピストンの前記中央部を取り囲むように配置されていることを特徴とする、シリンジ充填システム。
【請求項２】
前記ピストンの前記中央部は、前記ピストンの外周に近接して配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシリンジ充填システム。
【請求項３】
内部にセンサが着脱可能に連結される溝部が、前記センサロッドに向かって開口し、かつ前記ピストンの前記中央部を取り囲むように前記ピストンに形成されており、
前記センサロッドには、前記溝部内に着脱可能に挿入されるように前記溝部に対応する形状を有する挿入部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のシリンジ充填システム。
【請求項４】
前記溝部は、前記ピストンの前記中央部の周囲かつ前記ピストンの外壁の内側で連続した環状形状に形成され、
前記溝部が、前記シリンジバレルの外壁に平行な垂直上壁と、前記垂直上壁に接続された底壁と、を含むことを特徴とする、請求項３に記載のシリンジ充填システム。
【請求項５】
前記ピストンは、前記ピストンの前記外壁の上端部に上面を含み、
前記センサロッドは、前記接触位置において前記ピストンの前記上面と接触する、前記上面に対応した棚を含むことを特徴とする、請求項４に記載のシリンジ充填システム。
【請求項６】
シリンジは、前記センサロッドに着脱可能に連結された１つ以上の振子錘を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載のシリンジ充填システム。
【請求項７】
シリンジ内に流体材料を注入するためのシリンジ充填機と、前記センサロッドの位置を検出するための近接センサと、前記近接センサの高さを制御するセンサ高さコントローラと、を更に備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシリンジ充填システム。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記シリンジ充填システムを用いて充填されたシリンジ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本装置は、内部に流体材料が注入され貯蔵されるシリンジを備えたシリンジ充填システムに関し、より具体的には、流体材料がシリンジの底部から注入されるときに、ねじれずにピストンが安定的にパッケージングされるシリンジ充填システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンジパッケージングを必要とする流体材料は、任意の種類のシリンジ充填機によって充填することができる。シリンジ充填機によってパックされたシリンジが、流体材料を分注するのに使用される。流体材料をシリンジの底部から上部にパッケージングするシリンジ充填機は、１）空気と反応する混合物、特に室温（ＲＴ）で非常に速い反応速度を持つ混合物の湿気又は酸素への曝露を回避するため、及び／又は、２）混合物内部の空隙及び気泡を最小限に抑えるために使用される。
【０００３】
図１に示されるように、油圧駆動式ドラムプレス及び空気駆動式シリンジ充填テーブルを用いてシリンジ底部から上部へと、様々なタイプのシリンジ内に混合物をパッケージングすることができる。最初に、オペレータがドラムにドラムプレスを取り付け、油圧ポンプがドラムプレスの圧力を形成し、ドラム内の混合物をシリンジに送出する。ドラムプレスは、缶プレスに置き換えることができる。油圧ポンプからの過度に高い圧力を防止するために、圧力を１０ｋｇｆ／ｃｍ２未満に制御するために、圧力センサがパッケージングパイプラインに設置されている。圧力センサは、油圧ポンプの動作に応じて、シリンジパッケージング速度を制御する。
【０００４】
図２を参照すると、従来のシリンジ充填システムは、シリンジバレル、弁、ロッド、及びピストンを有するシリンジを含む。Ｎｏｒｄｓｏｎ  ＥＦＤフレックスピストン（図２に概略的に示される）などの可撓性材料から作製されたピストンは、下から上へとシリンジを充填する間にシリンジ内で圧力が高まると、撓み、このことは、ピストンと流体との間に堅固な密封を作り出すことによって、より剛性の高い材料で作製されたピストンに比べてピストンの跳ね返りを低減する。
【０００５】
しかしながら、図２を参照すると、軟質で可撓性のピストンは、ピストンが軟質で可撓性であるために、流体材料がシリンジの底部から注入されている間にねじれる傾向があり、ピストンのねじれによって生じた隙間を通って流体材料がピストンから非常にたやすく溢れるようになるという問題を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国特許出願公開第１０−２０１９−００６３２３６号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本装置は、シリンジ充填システムでシリンジの底部から材料が注入される間、シリンジバレルの内部に配置されたピストンが、たやすくねじれることなくシリンジバレルの内壁に沿って直線的に移動する、改善された構造を有するシリンジを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の技術的課題を解決するために、本装置は、流体材料が通って注入される注入ポートを有するシリンジバレルと、注入ポートを開閉するために注入ポート内に設置された弁と、シリンジバレル内に配置され、シリンジバレルの長手方向に直線的に移動可能なピストンであって、注入ポートとピストンとの間で注入された流体材料を密封するピストンと、ピストンから離間した離間位置とピストンがセンサロッドの重量によってピストンに押圧される接触位置との間で移動可能であるように、シリンジバレルに連結されたセンサロッドと、を備え、本装置では、流体材料が注入ポートを通って注入されると、ピストンが、シリンジバレル内でねじれることなくシリンジバレルの内壁に沿って直線的に移動するように、センサロッドは、ピストンの中央部に接触するように形成されており、かつピストンの中央部を取り囲むように配置されている。
【０００９】
本装置では、ピストンの中央部は、ピストンの外周に近接して配置されている。
【００１０】
本装置では、内部にセンサが着脱可能に連結された溝部が、センサロッドに向かって開口し、かつピストンの中央部を取り囲むようにピストンに形成されており、センサロッドには、溝部内に着脱可能に挿入されるように、溝部に対応する形状を有する挿入部が形成されている。
【００１１】
本装置では、溝部は、ピストンの中央部の周囲かつピストンの外壁の内側に、連続した環状形状に形成されており、溝部は、シリンジバレルの外壁に平行な垂直上壁と、垂直上壁に接続された底壁とを含む。
【００１２】
本装置では、ピストンは、ピストンの外壁の上端部に上面を含み、センサロッドは、及びセンサロッドが接触位置にあるときにピストンの上面に対応する棚を含む。
【００１３】
本装置では、シリンジは、センサロッドに着脱可能に連結された１つ以上の振子錘を更に備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】シリンジ充填システムの全体図である。
【図２】従来のシリンジ及び流体材料を注入する際にピストンがねじれた状態を示す概略図である。
【図３】本装置によるシリンジの主要部分を示す図である。
【図４】図４（ａ）は本装置によるピストンの側面図であり、図４（ｂ）は本装置によるセンサロッドの側面図である。
【図５】本装置による振子錘を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、本装置によるシリンジパッケージングプロセスを説明する図であり、図６（ｂ）は、本装置によるシリンジパッケージングプロセスを説明する図であり、図６（ｃ）は、本装置によるシリンジパッケージングプロセスを説明する図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
以下、本装置の例示的な実施形態について詳細に説明する。例示的な実施形態は、本装置の範囲に限定されることなく、本装置を説明するために具体化された例として機能する。
【００１６】
図３を参照すると、シリンジ（１）は、シリンジバレル（２）と、弁（３）と、ピストン（４）と、センサロッド（５）とを有する。
【００１７】
円筒形のシリンジバレル（２）には、材料が通って注入される注入ポート（６）が設けられており、注入ポート（６）はシリンジの底部に形成されている。弁（３）も、注入ポート（６）に設けられており、シリンジ内に材料を注入するために注入ポート（６）を開閉する。
【００１８】
ピストン（４）は、シリンジバレル（２）内に配置されており、シリンジバレル（２）の長手方向に直線的に移動可能であり、材料が注入ポート（６）を通ってシリンジ内に注入されると、ピストン（４）は注入ポートとピストンとの間に注入された材料を密封する。具体的には、ピストン（４）は可撓性材料から作製することができる。センサロッド（５）は、ピストン（４）から離間した離間位置とピストン（４）と接触する接触位置との間で移動可能であり、センサロッド（５）が接触位置にあるとき、センサロッド（５）はピストン（４）と接触し、ピストン（４）をセンサロッド（５）の重量で押圧する。センサロッド（５）のサイズは固定的ではないが、その直径は、センサロッドとシリンジバレルの内壁との間にいくらかの余裕を持たせてシリンジバレル（２）にフィットするように十分に小さい必要があり、また、以下で更に説明するように、ピストンの内側にもフィットする必要がある。センサロッドの長さは、充填されるシリンジバレルの全長にわたって移動することができるように、シリンジ充填システム全体の支持構造体に対応して十分に長い必要がある。この装置で使用されるシリンジバレルは、任意のサイズでよいが、典型的には、３ｃｃ、５ｃｃ、１０ｃｃ、３０ｃｃ、５５ｃｃ、１００ｃｃ、２５０ｃｃ、又は５００ｃｃの容積を有する。
【００１９】
図４（ａ）は、本装置によるピストン（４）の側面図を示す。ピストンは、長手方向軸に沿って上から見たとき、実質的に円形である。ピストン（４）の底面（４２）は、平坦又は底面（４２）の中央で最も低い点を有するテーパ状とすることができ、底面（４２）は同じ傾斜を有し、シリンジの底部の内表面と実質的に均等に接触することができる。
【００２０】
図４（ａ）を参照すると、上部に向かって開口している溝部（４３）が、ピストン（４）に形成されている。溝部（４３）は、中央部（４１）と外壁構造体（４４）とを分離している。
【００２１】
中央部（４１）は、ピストン（４）の内側部に位置しており、ピストン（４）の上部に向かって突出している。中央部（４１）は、ピストンの長手方向軸に沿って上から見たときに概ね円形である。中央部（４１）は、上面（４１１）と、中央部の上面（４１１）に隣接し、中央部の上面（４１１）を取り囲むように配置された環状リング面（４１２）とからなる。上面（４１１）は、実質的にゼロを含む任意の面積サイズであってよい。
【００２２】
外壁構造体（４４）はわずかに湾曲しており、上端部及び下端部がシリンジ壁の内側に接触しており、中央部がシリンジ壁から離れるように湾曲している。外壁構造体の下端部は、底面（４２）の垂直上壁（４６）を覆うようにフレア状になっている。垂直上壁（４６）は、底壁（４３３）に連接している。同時に、環状面（４１２）の最も外側の部分又は最も低い部分は、底壁（４３３）に隣接している。底壁（４３３）は、実質的にゼロを含む任意の面積サイズであってよい。外壁（４４）の厚さは、外壁が形状及び耐久性を保持するのに十分であり、いずれにしても、少なくとも０．３ｍｍ、好ましくは１．１ｍｍ〜２．３ｍｍであり、ピストンの半径の少なくとも約３％、少なくとも５％、少なくとも１０％であってよい。環状面（４１２）の部分は、底壁（４３３）から上面（４１１）に向かって上向きにテーパ状になっている。したがって、中央部（４１）の半径は、上部において実質的にゼロ（すなわち、上面（４１１）は面積が実質的にゼロである）でもよく、ピストンの半径の少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも５０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％でもよく、いずれにしても９７％以下であってよい。好ましくは、中央部の半径は、ピストン（４）の半径の約８０％〜９０％である。
【００２３】
ピストンの溝部（４３）は、ピストンの中央部（４１）の周囲及び外壁（４４）の内側に、連続した環状形状に形成されている。本装置において有用なピストンの例は、Ｎｏｒｄｓｏｎ  ＥＦＤフレックスピストンであるが、可撓性材料で作製され、本明細書に記載の特徴を有する他のピストンを使用してもよい。
【００２４】
図４（ｂ）は、本装置によるセンサロッド（５）の側面図を示す。センサロッド（５）は、主軸（５０）と、挿入部（５１）及び棚（５２）からなるヘッド部とを有する。主軸（５０）は、典型的には円筒形であるが、長手方向に延びる縁を有してもよい。好ましくは、主軸（５０）は円筒形であり、あるいは、主軸（５０）は、長手方向軸に沿った回転対称性を有する。例えば、主軸（５０）は、長手方向軸に沿って上から見たときに、四面体又は六角形の形状を有してもよい。挿入部（５１）は、ピストン（４）の溝部（４３）に対応する形状を有し、その結果、センサロッド（５）の挿入部（５１）をピストン（４）の溝部（４３）に着脱可能に挿入することができる。センサロッド（５）の挿入部（５１）の内表面（５５）は、適切に位置合わせされると、ピストンの中央部（４１）と接触する。更に、センサロッド（５）は棚（５２）を有し、この棚（５２）が、ピストンの外壁の上面と接触することになる。センサロッド（５）がシリンジ充填システム（１）内のピストン（４）に挿入されると、センサロッドの棚（５２）が、センサロッド（５）の長手方向軸に沿ってセンサロッド（５）の重量をピストン（４）に伝達し、ピストン（４）を棚（５２）を通して押圧する。この場合、センサロッド（５）は、ピストンの中央部の上面（４１１）及び環状面（４１２）だけでなく、ピストン（４）の外壁の上面（４５）にも接触するため、センサロッド（５）はピストン（４）のより広い領域にその重量を均一に適用することができる。したがって、ピストン（４）は、シリンジの内壁に沿ってより直線的により安定的に移動することができる。これにより、シリンジ（１）内に注入ポート（６）を通って材料が注入されると、ピストンは、シリンジバレル内でねじれることなくシリンジの内壁に沿って直線的に移動することができ、ピストン（４）を通過する流体の過剰充填又は流出を防止することができる。
【００２５】
図５は、本装置による振子錘（７）を示す。流体材料は様々異なる粘度範囲を有するため、シリンジ内に分配される流体によっては、その流体材料の種類に応じてピストン（４）に適用されるセンサロッド（５）の重量が変化することになる。したがって、センサロッド（５）の重量は調節可能であるべきである。本装置では、シリンジ内に注入される材料の粘度に応じて、振子錘（７）をセンサロッド（５）に追加し、又はセンサロッド（５）から取り外すことができる。センサロッド（５）は、振子錘（７）をセンサロッド（５）の端部に固定するためのピンを含んでもよく、ユーザは、図５に示されるようにピンを使用して、振子錘（７）をセンサロッド（５）に固定することができる。振子錘（７）が追加されていないセンサロッド（５）の重量は、約３４４．１ｇであり、１つの振子錘（７）の重量は、約３２．８ｇである。センサロッド及び振子錘は、ステンレス鋼で作製することができるが、他の材料で作製することもできる。
【００２６】
図３を参照すると、シリンジ（１）は、近接センサ（８）及び近接センサ高さコントローラ（９）を含むことができる。近接センサ（８）は、物理的接触なしに近くの物体の存在を検出することができるセンサである。近接センサ（８）は、センサロッド（５）の端部を検出することができ、近接センサ（８）がセンサロッド（５）の端部の特定の位置を検出すると、注入ポートの弁（３）が閉じられ、材料の注入が停止される。近接センサ（８）の高さは、近接センサ高さコントローラ（９）によって制御することができ、シリンジ内に注入される材料の体積は、近接センサ（８）の高さに従って決定される。
【００２７】
以下、上記のように構成されたシリンジ充填システムを使用して、シリンジ内に材料を注入しパッケージングするプロセスの一例を説明する。
【００２８】
図６（ａ）は、シリンジ（１）内への材料の注入前の状態を示す。センサロッド（５）が、ピストン（４）から離間した離間位置に配置されており、シリンジ（１）の底部に位置する弁（３）は閉じている。図６（ｂ）を参照すると、弁（３）は、材料をシリンジ（１）に注入するために開いており、同時に、センサロッド（５）は、センサロッド（５）がピストン（４）と接触するように、シリンジ（１）の長手方向に下降している。センサロッド（５）は、ピストン（４）がねじれずにシリンジバレルの内壁に沿って直線的に移動することができるように、注入の際にピストンに均一な重量を適用する。センサロッド（５）の端部が近接センサ（８）に到達すると、弁（３）は自動的に閉じて、同時に、センサロッド（５）はその元の位置に戻る。
【００２９】
Ｎｏｒｄｓｏｎ  ＥＦＤフレックスピストンなどの可撓性材料から作製されたピストンを使用する本装置によるシリンジは、センサロッドがピストンの接触面に均一な重量を適用するように、対応する形状でピストンと接触するセンサロッドを含む。したがって、本装置によるシリンジは、材料がシリンジの底部から注入されるときに、ピストンのねじれによって材料がピストンから溢れることを防止することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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